安 程，李玉敏

（1.机械工业仪器仪表综合技术经济研究所，北京 100055；2. 北京国文琰文化遗产保护中心有限公司，北京 1001912）

1 研究背景

1.1 对石窟赋存环境的研究日益受到重视

我国石窟寺、石刻的病害劣化类型众多、成因复杂，材质、工艺等构成了物质遗存内因，气候、地质等构成了赋存环境外因。石窟内外因的复杂性、多样性结合，使得每个石窟都由于其内、外因特点而最终产生特有的石窟环境相互作用机制[1]，并在常年的相互影响中达到了某种动态平衡。由于石窟环境因素是病害劣化的关键影响因素之一[2]，因此对石窟赋存环境（包括气候环境、地质环境）进行系统、全面的分析，已逐渐被视为石窟文物保护的重要基础与先期工作之一。

图1 CFD模拟在石窟保护中的案例——针对莫高窟“前室”的计算机模拟[3]

1.2 计算流体力学（CFD）模拟技术

CFD模拟技术是广泛应用于建筑、汽车、航空航天等领域的成熟技术，具有成果直观、工作周期短、灵活性高、成本低的优势。作为近年来引入石窟保护工作的技术手段，CFD模拟有效地弥补了理论分析与实地监测的短板：其一，计算机模拟有利于形象、简便地刻画复杂的数理分析过程与结果，并帮助保护工作者快速地获得石窟所在空间中全位置、全时间环境数据；其二，石窟文物物质遗存与赋存环境联系紧密，是牵一发动全身的复杂动态平衡系统，计算机模拟同时处理耦合参数的特点，可以在较大程度上避免片面化与割裂化；其三，计算机模拟在开展预测式分析、支撑预防性保护上有较为明显的优势，通过与理论分析、实地监测有机结合，可以对保护措施进行快速便捷的保护效果模拟，有利于方案比选及优化。……